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[국내논문] 전기버스용 HDC를 위한 12kW급 전력변환장치
12kW Power Conversion Unit for Electric Bus HDC 원문보기

전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회, 2018 July 03, 2018년, pp.93 - 95  

이용철 ((주)이지트로닉스) ,  정은진 ((주)이지트로닉스) ,  강찬호 ((주)이지트로닉스) ,  한경석 (현대자동차(주))

초록
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본 논문은 전기버스에 사용되는 HDC(High voltage DC-DC Converter)를 위한 제어 전략에 대하여 설명한다. 기존 IGBT를 사용한 HDC는 낮은 동작 주파수로 인하여 전류 리플 만족을 위해 인덕터 용량이 증대되며, 대 전류 구동 시 자기 포화방지를 위해 코어의 크기가 커지는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 고속 스위칭 특성이 우수한 SiC-FET의 적용을 통해 인덕터 용량을 저감하였다. 또한 일반 산업에서 많이 사용되고 있는 Phase-Shift PWM 방식의 아날로그 IC를 사용하여 비절연 강압형 DC-DC 컨버터의 동작 및 성능을 구현시킬 수 있는 방법에 대하여 설명한다. 본 논문에서는 제안된 방식의 타당성을 검증하기 위하여 이론적 분석 및 시작품을 제작하여 실험을 수행하였으며, 본 연구의 제어 전략과 제품의 성능은 실차 시험을 통하여 그 타당성을 검증하였고 보완설계를 통하여 신뢰성을 확보하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 Phase Shift PWM IC의 제어기법을 적용하여 대 전력 응용에 적합한 비 절연형 DC DC 컨버터를 제안한다. 기존의 IGBT를 사용한 컨버터는 낮은 구동 주파수로 수동소자의 고밀도화에 적합하지 않다.

가설 설정

  • 제안 컨버터는 차세대 전력 반도체 소자인 SiC FET를 적용하였다. SiC FET는 높은 전류밀도와 고 내압을 가지고 있으며, 그림 2(a)와 같이 우수한 턴 오프 특성으로 고주파 구동에 용이하며, 그림 2(b)와 같이 뛰어난 온도특성으로 인해 고온에서도 낮은 도통 저항을 유지한다. 따라서 고 내압 고온 동작이 필요한 자동차 분야에 적용이 용이하며, 고속 스위칭으로 인한 수동 소자 체적 저감을 통해 부피 저감에 유리하다.
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